第三章实验仪器配置-Mipaper.PDFVIP

第三章 實驗儀器配置 3.1 三次元量測系統 實 驗 所 使 用 的 三 次 元 量 床 量 測 系 統 ， 是 採 用 美 國 GIDDINGLEWIS 公司所生產的 R-25 型量床檢測系統，其結構圖如圖 3-4 所示。 圖 3-1 三次元量床結構圖 此部量測系統用環形（RING TYPE ）結構設計是GIDDINGLEWIS 公司 針對高效率高性能量床的特質所開發的量床，具有下列幾項優點： ●採用環形結構，不易產生翹曲。 ●採用 AIR BEARING ，量床移動時可以減少摩擦 ，增加量床的精度。 28 ●量測解析度可達 0.0001mm。 ●與電腦連結可自行設計並撰寫 NC 程式。 圖 3-5 是量床量測系統配置流程圖。 圖 3-2 量床量測系統配置流程圖 29 在實驗中，三次元量床主要是量測鋁工件加工前與加工後的輪 廓，量測得到的座標資料輸入輪廓誤差比對軟體中，可以得到工具機 實際對鋁工件加工時的誤差量大小。量床的精度對量測的結果有重大 的影響，若量床的體積誤差太大，則量測到的座標值將會有系統累積 誤差，輪廓誤差軟體所計算出的誤差值，不準確度將會提高。所以量 測鋁工件前須使用雷射干涉儀量測量床的定位誤差。量測結果 X 、Y 、 Z 三軸的定位誤差皆小於 4 μ以下，與原廠的資料比較後，三軸的定 位誤差都在可容許的誤差範圍內。表 3-1 為原廠所提供的定位誤差 資料。 表 3-1 原廠所提供的定位誤差資料 30 3.2 工具機與切削力量測系統 本實驗所採用的工具機 ，除一般三軸 CNC 銑床功能外另具備仿形 資料擷取功能 ，其規格如下表所示： 機械規格 （MACHINE SQUECIFICATION ） 控制軸數 3 軸 工作台加工範圍 200 ×175mm 三軸行程 （X 、Y 、Z ） 250 ×175 ×250 同時控制軸數 3 軸 主軸轉速 0-20000rpm 主軸錐度 ISO NO.30 快速位移 5m/min 可程式輸入切削進給速率 0–5m/min 手操作切削進給速率 0-5m/min 最小控制精度 0.001 ㎜ 最小移動命令 0.001 ㎜ 電源需求 5 KVA 表 3-2 工具機機械規格 31 仿形功能概述 ： 數字化仿形掃描主要用於複雜機械零件的高敏自動測量。它的仿 形測頭部分具有 X 、Y 、Z 三個方向的導軌精度的長度基準 。利用高 精度的仿形測頭系統可以對零件的幾何形狀進行二維或三維測量。在 測量仿形掃描的精度、手段和速度上大大優於傳統的測量方式。 利用系統中的 NCED 軟體，還可以將已有的測量掃描結果和設計 圖紙進行刀具路徑模擬，生成數控機台自動加工所用的指令程序 ， 以便在 CNC 控制下進行加工生產。 圖 3-3 仿形控制硬體總體結構